Scoperti due esopianeti formati principalmente da acqua

Scoperti due esopianeti formati principalmente da acqua. Ciò è stato possibile grazie a Hubble e lo Spitzer Find della NASA. Il team di ricerca, guidato di ricercatori dell’Università di Montreal, ha individuato le prove che due esopianeti, in orbita attorno ad una stella nana rossa, sono dei “mondi acquatici”. Sugli esopianeti l’acqua costituisce una grande frazione dell’intero pianeta.

Gli esopianeti, situati in un sistema planetario a 218 anni luce di distanza nella costellazione della Lira, sono diversi da qualunque pianeta situato nel nostro sistema solare.

La ricerca

Il team di ricerca, che è stato guidato da Caroline Piaulet del Trottier Institute for Research on Exoplanets dell’Università di Montreal, ha pubblicato uno studio dettagliato di questo sistema planetario, noto come Kepler-138, sulla rivista Nature Astronomy.

Kepler 138 è una stella nana rossa situata a 218 anni luce di distanza. Kepler-138 c e Kepler-138 d, che sono caratterizzati da delle dimensioni quasi identiche, possiedono una bassa densità. Questo significa che devono essere composti in gran parte da acqua.

Gli esopianeti hanno entrambi il doppio della massa terrestre, ma possiedono circa la metà della densità terrestre e quindi non possono essere solo di roccia. Questa ipotesi si basa sulle misurazioni della loro massa rispetto al loro diametro fisico. Kepler-138 c e Kepler-138 d sono stati catalogati come una nuova classe, i “pianeti d’acqua”, molto diversi da qualsiasi grande pianeta trovato nel nostro sistema solare.

I dettagli

Kepler-138 b è uno dei più piccoli esopianeti fino ad oggi scoperti, con una massa e una densità paragonabile a quella di Marte. Caroline Piaulet e i suoi colleghi hanno osservato gli esopianeti Kepler-138 c e Kepler-138 d con Hubble e con lo Spitzer. Gli strumenti hanno permesso di scoprire che i pianeti potrebbero essere composti in gran parte da acqua. I due pianeti possiedono un compagno planetario più piccolo situato più vicino alla loro stella.

Gli esopianeti Kepler-138 b, erano stati scoperti in precedenza dal Kepler Space Telescope della NASA. La nuova ricerca ha inoltre trovato le prove della presenza di un quarto pianeta. L’acqua non è stata rilevata in maniera diretta su Kepler-138 c e d.

I ricercatori, confrontando le dimensioni e le masse dei pianeti con dei modelli, hanno potuto concludere che una frazione significativa del loro volume, ossia per metà della loro dimensione, dovrebbe essere costituita da materiali che sono più leggeri della roccia ma più pesanti dell’idrogeno o dell’elio, elementi che costituiscono la maggior parte dei pianeti giganti gassosi come ad esempio Giove. L’elemento candidato è appunto l’acqua.

Björn Benneke, coautore dello studio e professore di astrofisica presso l’Università di Montreal, ha dichiarato che: “In precedenza pensavamo che i pianeti un po’ più grandi del nostro fossero grandi sfere di metallo e roccia, come versioni ingrandite della Terra, ed è per questo che li abbiamo definiti super-Terre. Tuttavia, ora abbiamo dimostrato che questi due pianeti, Kepler-138 c e d, sono di natura abbastanza diversa e che una grande frazione del loro intero volume è probabilmente composta da acqua. Questa è la migliore prova finora scoperta per i mondi acquatici, un tipo di pianeta che era stato solo teorizzato dagli astronomi”.

Gli esopianeti Kepler-138 c e Kepler-138 d, che possiedono dei volumi più di tre volte quelli della Terra e masse due volte più grandi, hanno densità molto più basse del nostro pianeta. Questa è una caratteristica sorprendente, perché la maggior parte dei pianeti appena più grandi della Terra, che sono stati studiati in dettaglio finora, sembravano tutti mondi rocciosi come il nostro.

Secondo i ricercatori degli oggetti simili potrebbero essere alcune delle lune ghiacciate situate nel sistema solare esterno, anch’esse in gran parte composte da acqua che circonda un nucleo roccioso.

Il nuovo pianeta extrasolare nel sistema

I due possibili mondi acquatici, Kepler-138 c e d, non si trovano nella zona abitabile, quindi l’area presente attorno ad una stella dove le temperature consentirebbero all’acqua di rimanere liquida sulla superficie di un pianeta roccioso. I ricercatori, nei dati di Hubble e Spitzer, hanno anche trovato prove di un nuovo pianeta nel sistema, Kepler-138 e, situato nella zona abitabile.

Kepler-138 e, appena scoperto, è il più piccolo ed il più distante dalla sua stella rispetto agli altri tre. L’esopianeta impiega 38 giorni per completare un’orbita. La natura di questo pianeta aggiuntivo, tuttavia, rimane una questione aperta, perché non sembra transitare di fronte alla sua stella ospite. Un’osservazione del transito dell’esopianeta avrebbe permesso agli astronomi di determinarne le sue dimensioni.

Attraverso Kepler-138e, le masse dei pianeti precedentemente noti sono state nuovamente misurate tramite il metodo di variazione del tempo di transito, una procedura che consiste nel tracciare piccole variazioni in momenti ben precisi dei transiti dei pianeti davanti alla loro stella, movimenti causati dall’attrazione gravitazionale di altri mondi vicini.

I ricercatori hanno avuto anche un’altra sorpresa, hanno scoperto che i due mondi acquatici Kepler-138 c e d sono pianeti “gemelli”, quindi con le stesse dimensioni e massa, a differenza di prima che si pensava fossero drasticamente diversi. Il pianeta più vicino, ossia Kepler-138 b, è sicuramente un piccolo pianeta di massa marziana, uno dei più piccoli esopianeti conosciuti fino ad oggi.

Conclusioni

Caroline Piaulet, ha spiegato che: “Immagina delle versioni più grandi di Europa o Encelado, le lune ricche d’acqua in orbita attorno a Giove e Saturno, ma situate molto più vicine alla loro stella. La posizione permetterebbe di avere dei grandi involucri di vapore acqueo, piuttosto che una superficie ghiacciata”.

I ricercatori sottolineano che i pianeti potrebbero non avere oceani come quelli sulla Terra, posizionati direttamente sulla superficie del pianeta. Caroline Piaulet, ha specificato che: “La temperatura nell’atmosfera di Kepler-138 d è probabilmente superiore al punto di ebollizione dell’acqua. Per questo ci aspettiamo un’atmosfera densa fatta di vapore su questo pianeta. Solo sotto quell’atmosfera di vapore potrebbe esserci acqua liquida ad alta pressione, o addirittura acqua in un’altra fase, una condizione che si verifica con delle alte pressioni, ossia il fluido supercritico”.

I dati del Kepler Space Telescope, raccolti nel 2014, hanno permesso agli astronomi di individuare i tre pianeti situati in orbita attorno a Kepler-138. La scoperta si è basata su un calo misurabile nella luce della stella, un evento causato dal passaggio del pianeta.

Björn Benneke insieme alla sua collega Diana Dragomir, dell’Università del New Mexico, hanno voluto riosservare il sistema planetario con i telescopi spaziali Hubble e Spitzer, in un periodo compreso tra il 2014 e il 2016. Questo per catturare più transiti di Kepler-138 d, il terzo pianeta situato nel sistema, e per studiarne la sua atmosfera.

Björn Benneke, conclude spiegando che: “Man mano che i nostri strumenti e le nostre tecniche diventano sempre più sensibili nel trovare e studiare i pianeti che sono più lontani dalle loro stelle, potremmo iniziare a trovare molti più di questi mondi acquatici”.

VIDEO:

I ricercatori, utilizzando i dati dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer della NASA, hanno trovato prove che due esopianeti in orbita attorno ad una stella a 218 anni luce di distanza sono “mondi acquatici”, esopianeti in cui l’acqua costituisce una grande frazione dell’intero pianeta.

FONTE:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/two-exoplanets-may-be-mostly-water-nasas-hubble-and-spitzer-find